发现并验证了半导体的物理放大原理,仅仅是推开了微电子时代的一条门缝。
要将这种脆弱的实验室晶体,转化为能够支撑运转的可靠组件,还需要经历严苛的工程学验证。
接下来的半年时间里,计算机研究所与材料学研究所抽调了最精锐的骨干,成立了联合攻关小组。
由于还没有设计流水线,所有早期的固态元件只能全靠手工制造。
学者们戴着厚厚的防尘口罩,在恒温室里,用镊子和极细的金属丝,小心翼翼地拼接出了几千个锗晶体管和硅晶体管的样品,并将它们封装在黑色的绝缘胶木之中。
随后,测试开始了。
毕竟工程学不相信奇迹,只相信极限状态下依然稳定的概率。
测试小组的学者们将这些黄豆大小的元件,分批次投入了极端的物理环境中。
他们把元件放进高达一百五十摄氏度的工业烤箱中持续烘烤。
或者在通电状态下,直接将其扔进刺骨的冰水混合物中测试热胀冷缩的应力。
甚至将其用螺栓固定在全速运转的大马力内燃机外壳上,以模拟火箭升空时那种低频共振。
实验数据在日复一日的记录中缓慢积累,厚厚的手写数据本在办公桌上堆成了一座小山。
神谕三二七七年,冬末。
联合测试中心的总结会如期召开。
“经过近万小时的交叉对比测试,我们得出了明确的结论,在未来的思路上,必须彻底放弃提纯相对容易的锗,全面转向提纯难度较高的硅。”
负责环境测试的高级工程师站在黑板前汇报着。
“锗晶体管在常温下表现尚可。”
“但是,一旦环境温度超过八十摄氏度,其内部的自由电子就会开始暴走,引发严重的热失控现象,导致整个逻辑电路短路崩溃。”
工程师指着黑板上的一条断崖式下跌的曲线,“对于需要塞进火箭整流罩,经受几千度气动加热的高空飞行器来说,锗元件是致命的。”
“相比之下,硅材料虽然需要两千度以上的高温区熔法才能提纯,工艺艰难,但它在耐高温和抗辐射的物理素质上,表现出了令人惊叹的稳定性。”
工程师翻开最后一页汇总报告,声音在大理石会议室内回荡。
“在常规环境下连续通电运行五千小时后,抽样测试的一千个硅晶体管,其逻辑通断正确率维持在百分之百。”
“没有任何玻璃漏气、没有任何灯丝烧毁现象。最关键的是,它的体积仅为同等功率电子管的百分之一,功耗更是不足其千分之一!”
听着这些看似枯燥的数据,会议室里所有头发花白的学者们,长长地舒了一口气。
有了这些扎实,甚至有些保守的实证数据打底,一份名为《基于硅基半导体材料的新一代计算机研发计划》的提案,被火速送上了大夏内阁和夏王的案头。
面对着航空航天局对微型化算力的渴求。
他们做梦都想把一台计算机塞进人造卫星里,内阁几乎没有进行任何常规流程的扯皮与阻挠。
专项资金和特种物资的调拨令被迅速批复。
大夏的第一代晶体管计算机项目,作为国家特级工程,正式上马。
……
然而,科学的攀登从来都不是一条坦途。
推倒了一面墙,往往会发现前方横亘着另一座更高的山峰。
就在计算机研究所的学者们欢欣鼓舞,准备抛弃庞大闷热的电子管,利用小巧玲珑的晶体管大干一场,设计出一台拥有前所未有算力的超级计算机时。
硬件架构组的一名年轻研究员,在一次图纸论证会上,无情地戳破了这个美好的幻想。
他只是将一张画满了密密麻麻,犹如乱麻般交叉线条的巨大结构图,挂在了黑板上。
“诸位前辈、所长。”
年轻研究员推了推鼻梁上厚厚的近视眼镜,语气中没有新项目上马的兴奋,反而透着一丝深深的忧虑。
“晶体管确实很小,耗电也很低,这是很完美的底层元件。但是,如果我们要在新一代机器里,使用十万个,甚至五十万个晶体管来构建更复杂的运算矩阵,以满足多体问题的轨道测算……”
他停顿了一下,目光扫过在场的所有人:“我们该如何把它们连接起来?”
喧闹的会议室安静了下来。
“每一个晶体管有三个金属引脚。十万个晶体管,就是整整三十万个焊接点,这还不算配套的几万个电阻和电容。”
研究员拿起一根细细的铜线,在半空中晃了晃,“这就意味着,我们需要在机柜的背板上,用成百上千公里的这种绝缘铜线,将这几十万个微小的元件,如同编织渔网一样,由工人一个一个地手工焊接在一起。”
“这不仅会导致机器内部的线路密集得犹如不可穿透的原始丛林,任何检修都将变得不可能。更致命的是物理极限。”
研
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